Ferrosilicon Nitride sebagai Pembawa Nitrogen dan Silikon
Ferrosilicon nitride ialah ferroalloy yang fasa utamanya ialah silikon nitrida (Si3N4), disertai dengan besi bebas dan sejumlah kecil komponen lain. Ia dibekalkan kepada loji keluli dan pengeluar refraktori sebagai-bahan putih atau perang: serbuk untuk tugas refraktori dan produk berbutir untuk pembuatan keluli. Oleh kerana ia menghantar nitrogen dan silikon dalam satu penambahan, ia digunakan dalam tuangan keluli khas, dalam tanah liat taphole kontang dan dalam-pengeluaran rebar halus bijirin.
Menambah ferrosilicon nitride kepada keluli cair melakukan dua kerja serentak. Nitrogen yang dibawanya larut ke dalam cair dan kemudiannya memendakan sebagai zarah nitrida halus, manakala silikon bertindak sebagai penyahoksida yang kuat, bergabung dengan oksigen terlarut dan mengurangkan beban oksigen pada cair. Silikon yang kekal dalam larutan kemudian menyumbang kepada pengukuhan-pepejal.
Kesan Nitrogen terhadap Pemejalan dan Sifat Akhir
Penapisan bijirin:nitrogen bergabung dengan pembentuk nitrida yang kuat untuk menghasilkan zarah nitrida yang halus dan tersebar yang menyematkan sempadan butiran semasa pemejalan dan pemanasan semula.
kekuatan:serakan halus meningkatkan hasil dan kekuatan tegangan, itulah sebabnya pengaloian nitrogen digunakan pada-gred bar bergaris gelek panas seperti HRB400 dan keluli khas.
Rintangan rayapan:kerana nitrida memendakan pada sempadan butiran, ia juga meningkatkan kekuatan sempadan bijian-suhu tinggi-dan meningkatkan prestasi rayapan.
Pengerasan permukaan:nitriding permukaan keluli meningkatkan kekerasan dan rintangan haus dan meningkatkan rintangan kakisan, walaupun kesan sisa nitrogen sahaja pada rintangan kakisan pukal adalah sederhana.
Risiko penuaan:dalam keluli lembut, sisa nitrogen yang tidak dikawal boleh menyebabkan penuaan terikan dan kemerosotan, jadi penambahan nitrogen mesti dipadankan dengan gred yang dihasilkan.
Kesan Silikon terhadap Kualiti Keluli
Silikon larut dalam kedua-dua ferit dan austenit dan merupakan salah satu penguat-pepejal paling berkesan yang tersedia untuk pembuat keluli. Kesan pengukuhannya adalah yang kedua selepas fosforus dan lebih kuat daripada mangan, nikel, kromium, tungsten, molibdenum atau vanadium pada tahap penambahan yang sama.
Silikon juga mengubah sifat fizikal dengan cara yang penting untuk keluli elektrik: ia merendahkan ketumpatan, kekonduksian terma dan kekonduksian elektrik, menggalakkan kekasaran butiran ferit, mengurangkan daya paksaan dan kehilangan histeresis magnet, dan meningkatkan kebolehtelapan dalam medan magnet yang lemah. Pertukaran-adalah pengurangan aruhan magnet di bawah medan yang kuat. Kerana silikon adalah penyahoksida yang kuat, ia juga mengurangkan kesan penuaan magnet yang disebabkan oleh oksigen terlarut dan nitrogen.
Parameter Spesifikasi Biasa
| Parameter | Julat komersial biasa | Mengapa ia penting |
|---|---|---|
| Kandungan nitrogen | 15% hingga 30% | Menetapkan input nitrogen bagi setiap tan keluli dan saiz penambahan |
| kandungan silikon | 45% hingga 55% | Mengawal kuasa penyahoksidaan dan sumbangan pengukuhan-pepejal |
| Fasa utama | Si3N4 dengan seterika percuma | Menentukan tingkah laku pembubaran dalam leburan |
| Granulometri, pembuatan keluli | 0-3 mm, 1-10 mm, 10-50 mm | Mempengaruhi kadar pembubaran dan pemulihan |
| Granulometri, refraktori | Serbuk, termasuk ketulan 10-100 mm untuk tugas khas | Mengawal kelakuan pembungkusan dan pensinteran dalam lapisan |
| Penampilan | Serbuk-putih hingga perang; berbutir putih-putih | Pemeriksaan visual pada keadaan gred dan pengoksidaan |
Kandungan nitrogen dan taburan saiz zarah adalah dua parameter yang paling kuat mengawal pemulihan dalam senduk. Penambahan kasar lebih perlahan larut dan memberikan pemulihan yang lebih rendah tetapi lebih boleh diramal, manakala bahan halus larut lebih cepat tetapi lebih terdedah kepada kehilangan dengan sanga dan pengoksidaan pada permukaan cair.
Nota Permohonan untuk Pembuat Keluli dan Pengeluar Refraktori
Dalam pembuatan keluli, ferrosilicon nitride biasanya ditambah semasa mengetuk atau dalam senduk supaya nitrogen mempunyai masa untuk larut sebelum dituang. Kadar penambahan ditetapkan oleh tahap nitrogen sasaran untuk gred dan bukannya oleh resipi tetap, kerana pemulihan nitrogen bergantung pada komposisi keluli, suhu, amalan sanga dan kehadiran pembentuk nitrida lain.
Dalam refraktori, ferrosilicon nitride digunakan dalam tanah liat taphole kontang dan dalam castable berasaskan-magnesia, dengan kestabilan suhu-yang tinggi dan kelakuan tindak balasnya dengan matriks mengawal sifat lapisan kerja. Produk berbutir lebih disukai di mana pelepasan nitrogen terkawal diperlukan.
Kandungan elemen dalam sebarang penambahan pembuatan keluli mesti dikawal ketat. Kedua-dua di bawah-penambahan dan lebih-tambahan nitrogen mengubah keseimbangan antara kekuatan dan keliatan, jadi amalan tumbuhan harus mengikat cas nitrida ferosilikon kepada sasaran nitrogen yang disahkan dan kepada analisis produk rutin.
Soalan Lazim
S: Untuk apa ferrosilicon nitride digunakan?
Ia digunakan sebagai pembawa nitrogen dan silikon dalam pembuatan keluli dan sebagai bahan mentah dalam refraktori, termasuk tanah liat taphole kontang dan castable berasaskan -magnesia.
S: Apakah kesan nitrogen dalam ferrosilicon nitride pada keluli cair?
Nitrogen larut ke dalam cair dan memendakan sebagai nitrida halus, menapis butiran dan meningkatkan kekuatan, kekuatan sempadan -butiran suhu tinggi-dan rintangan haus.
S: Adakah ferrosilicon nitride berfungsi sebagai penyahoksida?
ya. Kandungan silikon bertindak balas dengan oksigen terlarut dalam keluli cair dan mengeluarkan oksigen berlebihan, yang turut mengurangkan oksigen-penuaan magnet yang berkaitan dalam keluli elektrik.
S: Keluli manakah yang paling mendapat manfaat daripada ferrosilicon nitride?
Bijian-rebar ditapis seperti HRB400, keluli elektrik berorientasikan silikon-yang digunakan untuk sifat magnetnya dan keluli khas yang tahap nitrogen terkawal meningkatkan kekuatan dan keliatan.
S: Apakah saiz ferrosilicon nitride yang tersedia?
Gred pembuatan keluli biasanya dibekalkan sebagai butiran dalam saiz seperti 0-3 mm, 1-10 mm dan 10-50 mm, manakala gred refraktori dibekalkan sebagai serbuk atau ketulan, termasuk bahan 10-100 mm untuk tugas khas.
S: Bolehkah terlalu banyak ferrosilicon nitride membahayakan kualiti keluli?
ya. Nitrogen sisa yang tidak terkawal dalam keluli lembut boleh menyebabkan penuaan terikan dan kemerosotan, jadi penambahan mesti dipadankan dengan sasaran nitrogen gred.
S: Apakah perbezaan antara gred refraktori dan gred pembuatan keluli ferrosilikon nitrida?
Gred refraktori dibekalkan sebagai serbuk-putih atau perang untuk tanah liat dan sistem boleh tuang, manakala gred pembuatan keluli ialah-produk berbutir putih yang direka bentuk untuk pengambilan nitrogen yang cepat dan terkawal dalam senduk.